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焦磷酸测序分析ABCG2基因多态性方法的建立_万子睿01
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焦磷酸测序分析ABCG2基因多态性方法的建立_万子睿01
?779?;临床药理学;中国临床药理学与治疗学中国药理学会主办/CN34;焦磷酸测序分析ABCG2基因多态性方法的建立;万子睿1,谢海棠2,俞竞1,刘英姿1,曾飞跃3,;中南大学临床药理研究所,长沙4湖南;皖南医学院弋;芜湖2安徽;中南大学湘雅医院放射科,长沙4湖南4;摘要目的:建立ABCG234G>A和421C>A;单核苷酸多态性位点的焦磷酸测序方法;验证
?779?◇临床药理学◇中国临床药理学与治疗学中国药理学会主办/CN341206R,ISSN10092501 - -//httwww.cct.comp:jp;:2012Jul17(7)779-784焦磷酸测序分析ABCG2基因多态性方法的建立万子睿1,谢海棠2,俞竞1,刘英姿1,曾飞跃3,王果112中南大学临床药理研究所,长沙4湖南;皖南医学院弋矶山医院临床药学部,10078,3芜湖2安徽;中南大学湘雅医院放射科,长沙4湖南41001,10008,摘要 目的:建立ABCG234G>A和421C>A 单核苷酸多态性位点的焦磷酸测序方法。方法:抽取志愿者静脉血入E常规苯酚/DTA抗凝管,氯仿法制备全血g生物素标记引物对扩增DNA,多态位点目的片段,制备生物素标记单链模板,与测序引物退火结合后行焦磷酸测序。分析结果经毛细管电泳测序验证,并进行重复性检验。结果:本文建立了针对ABCG234G>A和421C>A多 经毛细管电泳测序态性位点的焦磷酸测序方法,验证和重复性验证,结果准确可靠。ABCG234G 和34A等位基因频率分别为79.5%和20.5%;421C和421A等位基因频率分别为72.7%和均符合H本27.8%,ardeinber-Wyg平衡。结论:高通量、快速检文建立的焦磷酸测序方法可准确、测ABCG234G>A和421C>A单核苷酸多态 性,并且特别适宜大样本量的临床及科研批量检测需要。关键词 药理学;焦磷酸测序;乳腺癌耐ABCG2;药蛋白;单核苷酸多态性中图分类号:R968文献标识码:A20120331收稿 20120525修回----);国家自然科学基金项目(高等学校博士学81072706,81173134);湖南省科技计划科点专项科研基金资助课题(20090162120024);项目(中央高校基本科研业务费(2009JT30202012QNZT085,)2012QNZT133万子睿,男,硕士研究生,主要研究方向为遗传药理学。::mTel18684709759 E-mailaxim_w@163.com,,,,,王果通信作者男博士副教授主要研究方向为遗传药理和临床药理学。::Tel0731848053808407 E-mailwanuo30@yahoo.com.cn--gg()文章编号:10092501201207077906---ABC转运体蛋白超家族(ATPbindincas--g ,settetransortersuerfamilABCtransorter   ppyp)G亚家族第2个成员AsuerfamilBCG2位于py人染色体4编码产生乳腺癌耐药蛋白22~23,q(,B。breastanceresistanceCRP)rotein c r p广泛分布于BCRP的功能是依赖ATP的外排泵,具有分泌和排泄功能的正常组织的细胞浆膜,参与血脑屏障和胎血屏障等,因此在机体的防御机制中发挥重要作用。同时,BCRP在药物的吸收、分布和排泄过程中起着非常重要的作用,肠道细胞表达的BCRP通过将从肠腔进入细胞的药物泵回肠腔来调节药物的吸收。已知的BCRP特异性底物药包括米托蒽醌、蒽环类抗生素等抗肿瘤药物以及羟甲基戊二酰辅酶A(还HMG-CoA)原酶抑制剂等。编码BCRP的ABCG2存在广泛目前在不同种族人群中发现的单的遗传多态性,,核苷酸多态(otmorhismssinlenucleotide  gpyp[])已经超过5SNPs0种1-4。其中,ABCG234G> 和4在亚洲A(rs2231137)21C>A(rs2231142)人群中最为常见,分布频率显著高于高加索人和美国非洲人。研究表明ABCG2421C>A多态对 多种BCRP底物药的体内药物代谢动力学过程[5])都有显著影响,如瑞舒伐他汀(以Rosuvastatin及用于治疗非小细胞肺癌(nonsmallcelllun-  g,的小分子靶向药物吉非替尼cancerNSCLC)[](Gefitinib)6等。此外,ABCG234G>A和 前列腺癌、弥漫性大B421C>A还与肾细胞癌、细胞淋巴瘤(等疾病的发生与预后相DLBCL)7]。关[?780?焦磷酸测序技术(Proseuencinyqg)是由Nren等人于1987年发展起来的一种新型的测y该方法适用于对已知短序列的测序分析,序技术,其可重复性和精确性能与SanerDNA测序法相 g并能够实时、直观地提供序列信息,以及进媲美,行等位基因定量分析。因为该技术无需电泳分因此其测序速度远远快于传统的毛细管电泳离,测序技术。焦磷酸测序技术具备同时对较大量样品进行测序分析的能力,为SNPs研究和临床基]8-10。因扩增检验提供了非常理想的技术平台[;()ChinJClinPharmacolTher2012Jul177作为扩增模板。ddH2O溶解,1.4 单核苷酸多态位点扩增 所有志愿者全血BCG234G>A和421C>ADNA样品均进行A g多态位点的分型分析。两个位点PCR扩增体系相同:50μL体系中含gLDNA模板1μ(/,50nL)10×PCRufferL,dNTP B 5μgμ(/2.5mmolLach)1.5μL,正向引物 e(//10μmolL)0.5μL,反向引物(10μmolL)/0.5μL,rTa5UL)0.5μL,ddH2O补足q酶(μ至50μL。循环参数为95℃预变性5min;95℃变性,30s-53℃复性,30s-72℃延,伸,扩增产物保存30s35个循环;72℃,5min,于4℃。扩增产物通过2%琼脂糖凝胶电泳鉴定产物片段大小和特异性。1.5 生物素标记单链测序模板制备与焦磷酸测序 生物素标记单链测序模板的制备参照文献方11],法进行[简述如下:45μLPCR产物加入等量 TMBindinBuffer和3μLStretavidinSeharose  gpp /多功能振荡混匀器上,Beads后,2000rmin震荡本文拟建立快速、高通量检测ABCG234G>A和 421C>A单核苷酸多态性的焦磷酸测序方法。1 材料与方法1.1 仪器与装备 焦磷酸测序仪(ProMarky和单链DID)NA样本制备装置(Vacuumre pp)购自Q台式高iaen公司,PCR仪、workstationg)为E速离心机和多功能振荡混匀器(MixMate-pendoff公司产品,DGG9023A型电热恒温鼓风-p微量移干燥箱购自上海森信实验仪器有限公司,液枪为吉尔森和Eendoff公司产品。ppTM 1.2 试剂 ProMarkGoldQ96Reaents试 yg、、剂盒、BindinBufferAnnealinBufferWashinggg  。经变性和洗涤处理,将结合单链纯孵育10min化测序模板的SeharoseBeads释放到Annea -plinBuffer中。反应板置于80℃变性,2min后g 自然冷却至室温。按照P取出,roMarkID仪器 y操作说明设定各反应孔检测程序(各SNP位点的待测序列和软件自动生成的DisensationOrder p),见表2在试剂仓对应试剂孔中添加足量的P-yTM roMarkGoldQ96Reaents试剂盒所含的酶混 g、)合物(荧光底物(和4种d将反应板放E)SNTP,SQ96孔焦磷酸测序反应板均购自Buffer和P TM Qiaen公司,StretavidinSeharoseBeads购 gpp自G扩E公司,rTaaKaRa公司,q酶购自大连T含生物素标记引物)和测序引物由上海博增引物(尚生物技术有限公司合成(各引物名称及序列见)。其它试剂如无水乙醇、平衡酚、氯仿、表1SDS、Tris和EDTA等均为国产分析纯试剂。1.3 采血与外周血gDNA制备 200名无亲缘关系中国健康志愿者,每人采集2mL静脉血至充分混匀抗凝。外周血gEDTA抗凝管中,DNA采用常规苯酚/氯仿法制备,每样品用300μL表1 引物序列表引物名称ABCG2421ioF -B ABCG2421 -R ABCG2421S - ABCG234 -F ABCG234ioR -B ABCG234S - )引物序列(5'3'-进行检测。入检测仓,1.6 重复性试验及测序验证 任意选取48例样本在一周内重复检测3次,观察检出率和检测结果的一致性。在所有检测样本中随机抽取各多态位点不同基因型标本扩增后送测序公司行毛细管电泳测序,验证焦磷酸测序结果的正确性。引物说明5'-生物素标记正向扩增引物反向扩增引物焦磷酸测序引物正向扩增引物5'-生物素标记反向扩增引物焦磷酸测序引物ATGTTGTGA TGGGCACTCTGAC       CCACATTACCTTGGA GTCTGCC      GAA GAGCTGCTG AGA ACT  ATG AAGCTGCTCATTGCC    GTCGCGGGG AAGCCA TTG    ATGTCG AAGTTTTTA TCC   ;()中国临床药理学与治疗学2012Jul177表2 ABCG2多态位点的核酸序列和DisensationOrder p待测SNP位点ABCG2421C>A ()rs2231142ABCG234G>A ()rs2231137)待测序列(5'3'-/GTTAAGTTTTCTCTCACCGTC ?781?()DisensationOrder5'3' -pCGTCAGTTCT/CAAGTGTCACAAGGAAACACC GCAGATGTC2 结果2.1 PCR扩增产物的凝胶电泳分析 以志愿者得到的A外周血gCR扩增,BDNA为模板行P-CG2421C>A和34G>A多态位点扩增产物大 小分别为158b04bp和2p。2%琼脂糖凝胶电泳检测P各多态位点扩CR扩增产物结果见图1,目的片段大小正确。增产物条带特异,2.2 焦磷酸测序方法建立与重复验证 所有标本均进行了上述两个多态位点的焦磷酸测序,检出率1分型成功率100%,00%。焦磷酸测序结果见图2,所得结果信噪比高,出峰顺序与待测序列完全相符,多态位点基因型可以清晰判断(因AB-CG2421C>A位点生物素标记在正向扩增引物 上,故为反向焦磷酸测序,结果与多态位点序列互。随机抽取标本的毛细管电泳测序分型结果补)与焦磷酸测序完全相符。48例标本的3次重复实验结果一致,每次重复的检出率和成功率均为100%。图1 PCR扩增产物琼脂糖凝胶电泳结果图1~3道:ABCG2421C>A扩增产物;4~6道:ABCG234G>A  扩增产物;分别为A7~8道:BCG2421C>A和ABCG234G>A  /M()阴参;相对分子质量MM道:UC19DNAsIHaIIarker ppp (Fermentas公司)2.3 ABCG234G>A和421C>A多态位点频 率 中国健康人群ABCG234G>A和421C>A 多态位点等位基因及等位基因型频率见表3。ABCG234G>A和421C>A等位基因型频率均 符合Hardeinber34G>A,P=0.12;-Wyg平衡()。421C>A,P=0.40图2 AroseuencinBCG2SNP位点pyqg检测结果图、突变杂合子(和突变纯合子(焦磷酸测序结果(反向测序,检测结果:A:ABCG2421C>A多态性野生纯合子(CC)CA)AA)KTA- 、和对应的毛细管电泳测序结果;突变杂合子(和突变纯合子(焦磷AGTTTTCT)B:ABCG234G>A多态性野生纯合子(GG)GA)AA) 酸测序结果(测序结果:和对应的毛细管电泳测序结果CARTGTC)?782?)表3 ABCG2多态位点频率(n=200多态位点ABCG2421C>A  ABCG234G>A  等位基因型频数WW(%)()10251.0()13065.0WM(%)()8542.5()5829.0;()ChinJClinPharmacolTher2012Jul177等位基因频数MM(%)()136.5()126.0W(%)()28972.2()31879.5M(%)()11127.8()8220.53 讨论本文所检测的200例健康志愿者中,ABCG234G和34A等位基因频率分别为79.5%和20.5%,34GG、34GA和34AA3种等位基因型频 率分别为65%、29%和6%;ABCG2421C和 421A的等位基因频率分别为72.7%和27.8%,421CC、421CA和421AA3种等位基因型频率分 别为51%、42.5%和6.5%。我们发现中国健康人群ABCG234G>A和421C>A多态频率与韩 12],国人群比较一致[也与前期报道的中国人群频]13-14。率一致[]18-19,性[但Mizuarai等也揭示ABCG234A多态 20]。导致蛋白膜定位紊乱,并引起转运活性降低[Korenaa等发现ABCG2421CC基因型在 g肾细胞癌患者中的频率显著高于健康对照,证明6]。H该等位基因是肾细胞癌的易感因素[ahn等对前列腺癌患者的生存分析发现ABCG2421CC 基因型患者15个月生存率远低于421A携带21]。王潇潇等发现A者[BCG234G>A和421C [2]。胡丽莉等发LBCL的预后2>A单倍型影响D现携带ABCG234AA基因型的肝细胞肝癌 (,患者总体生存HeatocellularCarcinomaHCC) p情况显著差于携带3而4G野生型等位基因患者;携带ABCG2421CC基因型的HCC患者,其死 亡危险度是携带421A等位基因患者的2.8523]。倍[BCRP底物药的药物代谢动力学存在显著个[5]。体差异,ABCG2的SNPs是重要的影响因素1亚洲人群中最普遍的ABCG2多态性是发生在外显子5上的4碱基C>A突变造成121位,41位带正电荷的赖氨酸残基取代了中性的谷氨酰胺(,,该变异造成AGln→LsQ141K)BCG2表达下y调,并进而引起转运体转运活性降低。Uruhartq16]等[研究发现ABCG2421C>A导致吉非替尼 血药浓度升高,可能增加药物毒性反应的风险,导基于焦磷酸测序仪平台,本文建立了ABCG234G>A和421C>A多态性检测的焦磷酸测序技术,通过重复性试验和毛细管电泳测序验证,方法确证可靠。目前进行SNP分型分析的技术有多种,最常见的包括P常规毛细管电CR-RFLP、泳测序、Taman探针技术等。焦磷酸测序技术q作为一种第二代D能通过荧NA序列分析技术,光信号种类和强度,定性和/或定量检测各种等位基因型,并能实现一次检测9且能做到6个体系,具有非常大的检测灵每个体系的检测位点不同,活性。焦磷酸测序技术与传统的PCR-RFLP和具有快速、通量高、毛细管电泳测序等方法相比,方法简便高效、仪器易于操作、敏感性更佳等优点。例如毛细管电泳测序一般的检测下限为但是使用焦磷酸测序可以达到5%甚25%左右,至更低,因此在进行体细胞突变检测时,焦磷酸测序方法具有无可比拟的优势;此外,相同样本量情况下,毛细管电泳所需耗费的人力和时间均远远与T大于焦磷酸测序方法;aman探针等技术相q比,焦磷酸测序相对成本低廉,能够实时直观反映且一次反应可以检测相邻的多个S序列信息,NP致病人腹泻。Keskitalo等证实ABCG2421C等 其氟伐他汀(血药浓位基因携带者,Fluvastatin)度显著高于421AA基因型受试者;421CC基因型受试者辛伐他汀(血药浓度比Simvastatin)[7]。Z421AA基因型高111%1hang等的研究结果也表明ABCG2421A等位基因导致瑞舒伐他 5]。血药浓度显著高于野生型[汀(Rosuvastatin)该ABCG2G34A是亚洲人群中另一常见的SNP,多态导致BCRP蛋白第12位氨基酸由缬氨酸变,,异为甲硫氨酸(关于AValetV12M)BCG2→M34A等位基因对BCRP转运活性的影响作用存在矛盾的报道。以脱氢表雄酮(Dehdroei-yp,、和androsteroneDHEAS)Metrotrexate(MTX))卟啉(为探针药进行的研究表明APorhrinB-pyCG234A多态具有与野生型相似的转运活 ;()中国临床药理学与治疗学2012Jul177?783?[]朱利军,李定云,李智,等.焦磷酸测序技术快速10测定肾移植受体人群CYP3A5*3基因多态性方法]:的建立[J.中国现代医学杂志,2010,20(15)2302-2306.[]贾政军,王华,彭向京,等.焦磷酸测序技术检测11]LAMA5rs944895基因多态性方法的建立[J.中):国临床药理学与治疗学,2011,16(6647-651.[,P12]Kim KA,JooHJarkJY.ABCG2polmor  -y,hisms34G>Aand421C>AinaKoreanoula      -ppp:tionanalsisandacomrehensivecomarisonwith     ypp[],J.JClinPharm Ther2010,35oulationsother   pp():6705-712.[]Z13amberCP,LambaJK,YasudaK,etal.Natural    allelicvariantsofbreastcancerresistancerotein      p(BCRP)andtheirrelationshitoBCRPexression    pp [],inhumanintestineJ.Pharmacoenetics2003,13  g():119-28.[]d14eJonFA,MarshS,MathissenRH,etal.AB    -gj :eCG2pharmacoeneticsthnicdifferencesinallele   gfreuencandassessmentofinfluenceonirinotecan     qy [,2:disositionJ].ClinCancerRes004,10(17)  p5889-5894.[]Slcoroteinla15arreboom A,NooterK.DoesP  - 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DifferenteffectsoftheABCG2c.421C>ASNPon      ,harmacokineticsravastatinoffluvastatinandthe    pp[],(:J.Pharmacoenomics2009,1010)simvastating1617-1624.[]T18amuraA,WatanabeM,SaitoH,etal.Function    -eneticolmorhismsalvalidationoftheofhuman       gpypATPbindincassette(ABC)transorterABCG2:- gp orhidentificationofallelesthataredefectivein       -ppy],2:rintransort[J.MolPharmacol006,70(1)  p287-296.[]T19amuraA,WakabaashiK,OnishiY,etal.Ree    --yvaluationandfunctionalclassificationofnonsnon     -yymoussinlenucleotideolmorhismsofthehuman      gpypATPbindinassetteransorterBCG2[J].- t Agp c,():CancerSci2007,982231-239. []M20izuaraiS,AozasaN,KotaniH.Sinlenucleotide    golmorhismsresultinimairedmembranelocali     -pyppzationandeducedataseactivitnultidru  r   mpyg i位点以及短的缺失或者插入情况,因此具有更大的检测灵活性等优势。综上所述,焦磷酸测序技本文术更加适合在临床核酸检验中应用。因此,基于焦磷酸测序平台所建立的ABCG234G>A 和4为基21C>A多态性检测的焦磷酸测序方法,础科研以及临床基因分型检测提供了一种新一代、快速、灵敏、高通量的检测方法。参考文献[]1idaA,SaitoS,SekineA,etal.Cataloof605 I     g olmorohisms(sinlenucleotideSNP)amon13- pygg enesencodinhumanATPbindincassettetrans  - -ggg  :ABCA4,ABCA7,ABCA8,ABCD1,ABorters-pCD4,ABCE1,ABCF1,ABCG1,ABCG2,AB-,CG4,ABCG5,andABCG8[J].JHum Genet  ():2002,476285-310.[]2amberCP,LambaJK,YasudaK,etal.Natural Z    rotein(alleticvariantsofbreastresistanceBCRP)     pandtheirrelationshitoBCRPexressioninhuman      pp [],:intestineJ.Pharmacoenetics2003,13(1)19g-28.[,H3]obaashiD,IeiriIirotaT,etal.Functional K    yassessmentofABCG2(BCRP)eneolmorhisms   gpyp]exressioninhumanJ.Drutoroteinlacenta[     pgpp,():MetabDisos2005,33194-101. p[],M4ackstrom G,TaialensuuJelhusH,etal. 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 (单核苷酸多态性)下一篇阅读质粒图谱 具体事例【摘要】 建立了一种将序列标记反转录聚合酶链反应(PCR)与焦磷酸测序技术结合的相对 基因表达量测定法(简称“SRPP”...  (pyrosequencing)是一种新型的酶联级联测序技术,焦磷酸测序法 适于对已知的短序列的测序分析, 其可重复性和精确性能与 SangerDNA 测序法相媲美, 而速 度却大大...  焦磷酸测序:在实际工作中,很多情况需要对已知序列的DNA片段进行序列验证,而这种分析往往测几十bp就可以满足需要.在这种情况下,Sanger法未必是最合适的DNA序列分析...}

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